Sammensætning af olie og benzin

8 Metoder til databearbejdning

I dette kapitel beskrives, dels hvorledes det indsamlede datamateriale er behandlet statistisk, og dels hvordan opstillingen af profiler for de enkelte olieprodukter er foretaget.

8.1 Statistik

For at få overblik over det store datamateriale, der præsenteres i de følgende kapitler, er der beregnet forskellige statistiske parametre:

  • middelværdien bruges til at angive gennemsnittet af vægtprocenterne
  • minimum- og maksimumværdierne udtrykker det totale spænd i vægtprocenterne
  • fraktiler tager højde for, at hvis der i et sæt data er en enkelt meget høj eller lav vægtprocent, vil minimum- og maksimumværdierne ikke udtrykke et retvisende billede af målingerne, hvilket fraktilerne gør
  • spredningen udtrykker, hvor meget vægtprocenterne varierer.

I det følgende beskrives de definitioner og formler, der er benyttet til beregninger af middelværdi, varians, spredning, minimum- og maksimumværdier samt fraktiler.

Middelværdien beregnes, hvis de enkelte vægtprocenter af et stof kendes, som:

formel

hvor formel er middelværdien af vægtprocenten af et stof, Wi er de enkelte vægtprocenter for et stof, og n er antallet af vægtprocenter.

Hvis der indgår vægtprocenter, hvor der kun er angivet en middelværdi, men de enkelte vægtprocenter ikke kendes, beregnes middelværdien som:

formel

hvor formel er middelværdien af gruppen af stoffer, og ni er antallet af vægtprocenter i den enkelte gruppe.

Variansen beregnes som:

formel

hvor V er variansen på vægtprocenterne af et stof.

Spredningen s eller standardafvigelsen beregnes som:

formel

Maksimum og minimum er henholdsvis den største og den mindste værdi.

x%-fraktilen defineres som den værdi, hvor x% af vægtprocenter er mindre end denne værdi. Hvis den ønskede fraktil ikke svarer til en målt værdi, interpoleres der mellem de to nærmeste værdier. 75%-fraktilen af vægtprocenterne 1, 2, 3, 4 og 5 er 4, idet værdien 1 svarer til 0%-fraktilen, og værdien 5 svarer til 100%-fraktilen. 90%-fraktilen er 4,6, idet værdien 4 svarer til 75%-fraktilen, og værdien 5 svarer til 100%-fraktilen, og der interpoleres mellem de to største vægtprocenter.

Alle statistiske beregninger på nær middelværdien, når der indgår grupper af målinger, er beregnet ved brug af de statistiske funktioner i Microsoft Excel.

8.2 Profiler til risikovurdering af totalkulbrinter

Det foreslåede koncept er som nævnt indledningsvist baseret på, at man ud fra en målt totalkulbrinte-koncentration samt kendskab til forureningstypen kan udføre risikovurderinger på simplificerede sammensætninger med fastsatte egenskaber (profiler). Eksempelvis kan der være målt en totalkulbrinte-koncentration på 1.000 mg/kg TS, og det vides, at der er tale om dieselolie. Det opstillede profil består af et antal stofgrupper, hvor hver gruppe angiver den andel af den målte koncentration (f.eks. 10 %), som ved risikovurdering skal have f.eks. dodecans egenskaber.

For hver gruppe er valgt et tilhørende indikatorstof, således at der tages i betragtning, hvilke stoffer i gruppen der har mindst tilbageholdelse (mindst log(Kow)) og størst fordampning (højest Henrys konstant). Der er ikke taget hensyn til nedbrydeligheden af stofferne, og stofferne er heller ikke udvalgt ud fra toksikologiske kriterier. Der er desuden taget hensyn til, at stoffet skal være typisk for benzin/diesel/fyringsolie. Det er valgt, at lade indikatorstofferne være de samme for både benzin, diesel og fyringsolie, uanset at deres forekomst kan variere mellem de forskellige produkter.

Risikovurderingsberegningerne i forhold til indeklima og/eller grundvand foretages med JAGG for hvert enkelt gruppe i profilet repræsenteret ved det valgte ”indikatorstof”. Til sidst adderes bidragene til en samlet koncentration af kulbrinter, som så kan sammenlignes med de fastsatte kriterier for totalkulbrinter i jord, luft eller grundvand.

I dette projekt er der opstillet profiler for følgende olieprodukter:

  • gammel blyholdig benzin fra før 1972
  • 92 oktan blyfri benzin
  • 95 oktan blyfri benzin
  • 98 oktan blyfri benzin
  • dieselolie
  • fyringsolie.

For hvert olieprodukt er der opstillet profiler for følgende typiske situationer:

  • der er kun målt en totalkulbrinte-koncentration
  • den målte totalkulbrinte-koncentration er opdelt i tre fraktioner (C6-C10, C10-C25 og C25-C35)
  • den målte totalkulbrinte-koncentration er opdelt i fraktioner (C6-C10, C10-C25 og C25-C35), og desuden kendes koncentrationen af benzen, toluen, ethylbenzen og xylener (BTEX)

8.3 Gruppering af data til profilerne

8.3.1 Fordeling af stofferne i grupper

Som det fremgår af kapitel 7, sker der ved analyse på en gaschromatograf en tilbageholdelse af stofferne på kolonnen. Denne tilbageholdelse er proportional med stoffernes kogepunkt. Derfor opdeles kulbrinterne meget ofte i grupper efter, hvor meget de tilbageholdes. I Danmark benyttes som oftest grænser, der svarer til n-alkanerne C6, C10, C25 og C35. C6 er den nedre grænse, fordi der i Danmark anvendes pentan (C5) til ekstraktion ved analyse af oliestoffer i vand og jord. C35 er den valgte øvre grænse, fordi der i benzin, dieselolie og fyringsolie sjældent forekommer stoffer med et højere kogepunkt. C10 adskiller i princippet benzin fra dieselolie og fyringsolie, og C25 dieselolie og fyringsolie fra tungere olieprodukter.

Det er således oplagt at benytte denne opdeling i opbygningen af profilerne. Fraktionen mellem C10 og C25 foreslås opdelt i yderligere tre grupper (C10-C15, C15-C20 og C20-C25), fordi stofferne i disse tre grupper har forholdsvist forskellige fysiske og kemiske egenskaber. Hver af grupperne fra C6 til C35 er desuden opdelt i parafiner og olefiner (Gruppe A) og aromater og NSO-forbindelser (Gruppe B), ligeledes fordi disse grupper har de meget forskellige fysiske og kemiske egenskaber. Indledende risikovurderingsberegninger har vist, at en yderligere opdeling er nødvendig. Gruppe 2 underinddeles derfor i fire grupper: Én gruppe med benzen, én med toluen, én med ethylbenzen og xylener og én gruppe med resten af stofferne i gruppe 2. Dette svarer også til den måde, analyseresultater ofte angives på. Endelig opdeles gruppe 3B i to grupper: 3B-A med stoffer med log(Kow) mindre end 4 og 3B-B med stoffer med log(Kow) større end 4.

På baggrund af de oplysninger, der er indsamlet om sammensætningen af de enkelte olieprodukter, er først fundet kogepunkterne for de stoffer, hvor der er registreret en vægtprocent. Dernæst placeres stofferne i de ovenfor nævnte syv hovedgrupper (gruppe 1-7) efter deres kogepunkt:

1. mindre end eller lig med n-hexans (n-C6) 68,95°C

2. større end n-hexans (n-C6) 68,95°C og mindre end eller lig med n-decans (n-C10) 174,1°C

3. større end n-decans (n-C10) 174,1°C og mindre end eller lig med n-pentadecans (n-C15) 270°C

4. større end n-pentadecans (n-C15) 270°C og mindre end eller lig med n-eicosan (n-C20) 344°C

5. større end n-eicosan (n-C20) 344°C og mindre end eller lig med n-pentacosan (n-C25) 402°C

6. større end n-pentacosan (n-C25) 402°C og mindre end eller lig med n-pentatriacontan (n-C35) 491°C

7. større end n-pentatriacontan (n-C35) 491°C.

I forbindelse med den eventuelle nye analysemetode for olie i jord vil der blive målt op til og med C40. Som det fremgår af beskrivelserne i kapitel 9 til 14, udgør den andel af profilet, som har et kogepunkt højere end C35, en meget lille andel af totalkoncentrationen. Denne ændring vil således ikke have nogen væsentlig betydning for anvendelsen af det skitserede profil fremover. Slet ikke i betragtning af den usikkerhed, der i sagens natur i øvrigt vil være tilknyttet risikovurderinger af denne art. Såfremt analysemetoden ændres, foreslås det derfor, at profilerne opretholdes som beskrevet, idet det blot fremover anføres, at gruppe 6 går frem til og med C40 og gruppe 7 omfatter komponenter større end C40.

Tabel 8.1
Opdeling af stofferne i grupper.

Gruppe Undergruppe Antal C-atomer Kogepunkt, °C Opdelingskriterier
1 1 C<6 <68,95  
2 2A C<C<10 68,95-174,1 Parafiner og olefiner
  2B (benzen)     Benzen
  2B (toluen)     Toluen
  2B (xylener og ethylbenzen)     Xylener og ethylbenzen
  2B (rest)     Øvrige aromater og NSO
3 3A 10<C<15 174,1-270 Parafiner og olefiner
  3B-A     Aromater og NSO, log Kow<4
  3B-B     Aromater og NSO, log Kow>4
4 4A 15<C<20 270-344 Parafiner og olefiner
  4B     Aromater og NSO
5 5A 20<C<25 344-402 Parafiner og olefiner
  5B     Aromater og NSO
6 6A 25<C<35 401-491 Parafiner og olefiner
  6B     Aromater og NSO
7 7 35<C 491<  

8.3.2 Beregning af gruppernes andel af totalindholdet

For hvert stof beregnes middel-vægtprocenten ud fra de indsamlede oplysninger. Denne fremgangsmåde giver anledning til en fejlkilde, som vil blive diskuteret i afsnit 8.3.5.

Middel-vægtprocenten af de enkelte stoffer for den enkelte gruppe bestemmes, og herved fås et udtryk for det samlede indhold af de kendte stoffer i hver gruppe. Da resultaterne er taget fra forskellige undersøgelser, som ikke omfatter de samme stoffer, vil summen af middel-vægtprocenterne for de enkelte grupper ikke blive 100 %. Til sidst ”normaliseres” resultaterne ved hjælp af simpel forholdsregning, som det er vist i Tabel 8.2, således at summen af gruppernes andel tilsammen giver 100 %. I tabellens anden kolonne er angivet summen af middel-vægtprocenten for samtlige grupper for et fiktivt beregningseksempel.

Det fremgår f.eks., at summen af middel-vægtprocenten er bestemt til 20 % (vægt/vægt) for stofferne i gruppe 1 i det relevante profil og 25 % (vægt/vægt) for stofferne i gruppe 2A osv. Ved den almindeligt anvendte analyse af totalkulbrinter i Danmark medtages stofferne i gruppe 1 og 7 ikke. De kulbrinter, der bestemmes ved denne analyse, udgør således summen af gruppe 2-6, som i dette eksempel udgør 81 % (vægt/vægt). Man måler således ved den almindelige totalkulbrinte-analyse en sum af stoffer, der udgør 81 % (vægt/vægt) af det egentlige totalindhold, såfremt olieproduktet har det forudsatte profil.

Hvis indholdet af de enkelte stofgrupper skal bestemmes i en konkret sag ud fra det faktisk målte indhold af totalkulbrinter, skal det målte kulbrinteindhold jo svare til 100 %. Derfor (vægt/vægt) normeres summen i hver gruppe, så de i alt giver 100 % (vægt/vægt). Gruppe 2A stofferne kommer efter denne normering til at udgøre 25/81=0,3086=30,86 % (vægt/vægt). Selvom stofferne i gruppe 1 og 7 ikke er blevet målt ved den normale analyse, kan deres andel bestemmes i forhold til summen af stofferne i gruppe 2-6.

I dette profil er gruppe 1’s ”sande” andel som nævnt bestemt til 20 % (vægt/vægt), der i forhold til summen af gruppe 2-6 (81 % (vægt/vægt) resulterer i en andel på 20/81=0,2489=24,89 % (vægt/vægt). På tilsvarende måde kan bestemmes en andel for gruppe 7.

I Bilag L er beskrevet en metode, hvor profilerne er beregnet ud fra en lidt anden fremgangsmåde, men med samme resultat. Bilag L indeholder også et eksempel, hvor de forskellige trin fra beregning af middelværdi af vægtprocent til fordeling af en jordkoncentration efter profilet, er eksemplificeret.

Tabel 8.2
Et fiktivt eksempel på beregning af fordelingen af stofferne i grupperne, når der er målt en totalkulbrinte-koncentration, der er svarende til sum af gruppe 2 til 6.

Gruppe Sum i hver gruppe
% (vægt/vægt) i et frisk produkt
Andel i hver gruppe efter forholdsregning % (vægt/vægt) i et frisk produkt
1 20 20/81·100=24,69
2A 25 25/81·100=30,86
2B (benzen) 2 2/81·100=2,47
2B (toluen) 8 8/81·100=9,88
2B (xylener og ethylbenzen) 5 5/81·100=6,17
2B (rest) 5 5/81·100=6,17
3A 10 10/81·100=12,35
3B-A 6 6/81·100=7,41
3B-B 4 4/81·100=4,94
4A 5 5/81·100=6,17
4B 5 5/81·100=6,17
5A 2 2/81·100=2,47
5B 2 2/81·100=2,47
6A 1 1/81·100=1,23
6B 1 1/81·100=1,23
Sum gruppe 2-6 81 100
7 3 3/81·100=3,70

Denne normering forudsætter, at fordelingen af stofferne i de forskellige grupper er den samme uafhængigt af, om gruppen indeholder stoffer, der er data for eller ikke. Dette er en rimelig forudsætning, så længe den samlede ukendte andel er forholdsvis lille (mindre end 25 %).

8.3.3 Gruppernes andel af totalindholdet ved analyse af totalkulbrinte-koncentration opdelt i fraktioner

Ofte angives den målte totalkulbrinte-koncentration tillige opdelt i fraktionerne C6-C10, C10-C25 og C25-C35. I sådanne tilfælde kan indholdet af den enkelte stofgruppe bestemmes mere korrekt ud fra denne opdeling på baggrund af forholdsregning som vist i Tabel 8.3. I tabellens anden kolonne er – som i tilfældet med kun en totalkulbrinte-koncentration – angivet summen af middel-vægtprocenten for samtlige grupper i dette fiktive beregningseksempel.

Det fremgår, at summen af middel-vægtprocenten er 25 % (vægt/vægt) for stofferne i gruppe 2A og 20 % (vægt/vægt) for stofferne i gruppe 2B. I alt er der for gruppe 2 målt 45 % (vægt/vægt). Da koncentrationen af gruppe 2 i dette tilfælde jo er målt (fraktionen fra C6-C10), normeres indholdet i henholdsvis gruppe 2A og 2B i forhold til summen af gruppe 2. Derved bliver andelen af f.eks. gruppe 2A i dette tilfælde 25/45=0,5556=55,56 % (vægt/vægt) som vist i tredje kolonne i Tabel 8.3.

Koncentrationen af gruppe 6 er ligeledes målt (fraktionen fra C25-C35), og fordelingen imellem gruppe 6A og 6B kan udføres på tilsvarende måde. Stofferne i gruppe 3-5 er også målt i dette tilfælde (fraktionen fra C10-C25). Det fremgår af Tabel 8.3, at der for f.eks. gruppe 3A er fundet en sum af middel-vægtprocenter på 10 % (vægt/vægt). I alt er der for gruppe 3-5 fundet 34 % (vægt/vægt). For gruppe 3A normeres de 10 % (vægt/vægt) med de 34 % (vægt/vægt), hvorved andelen i gruppe 3A bliver på 10/34=0,2941=29,41 % (vægt/vægt).

Selvom stofferne i gruppe 1 og 7 ikke måles ved den normale analyse, kan deres andel bestemmes i forhold til summen af stofferne i gruppe 2-6. Her er valgt at normere på samme måde, som der er gjort, hvis der kun var en totalkulbrinte-koncentration, for at den koncentration, som der normeres i forhold til, er så stor som muligt. Her er andelen af gruppe 1 stoffer fastsat til 20 % i profilet (vægt/vægt), hvilket i forhold til summen af gruppe 2-6 (81 % (vægt/vægt) resulterer i en andel på 20/81=0,2489=24,89 % (vægt/vægt)).

Tabel 8.3
Et fiktivt eksempel på beregning af fordelingen af stofferne i grupperne, når den målte totalkulbrinte-koncentration er opdelt i fraktionerne C6-C10, C10-C25 og C25-C35.

Gruppe Sum i hver gruppe
% (vægt/vægt) i et frisk produkt
Andel i hver gruppe efter forholdsregning % (vægt/vægt) i et frisk produkt
1 20 20/81·100=24,69
2A 25 25/45·100=55,56
2B (benzen) 2 2/45·100=4,44
2B (toluen) 8 8/45·100=17,78
2B (xylener og ethylbenzen) 5 5/45·100=11,11
2B (rest) 5 5/45·100=11,11
Sum gruppe 2 45 100
3A 10 10/34·100=29,41
3B-A 6 6/34·100=17,65
3B-B 4 4/34·100=11,76
4A 5 5/34·100=14,71
4B 5 5/34·100=14,71
5A 2 2/34·100=5,88
5B 2 2/34·100=5,88
Sum gruppe 3-5 34 100
6A 1 1/2·100=50,00
6B 1 1/2·100=50,00
Sum gruppe 6 2 100
Sum gruppe 2-6 81  
7 3 3/81·100=3,70

8.3.4 Gruppernes andel af totalindholdet ved analyse af totalkulbrinte-koncentration opdelt i fraktioner samt målt BTEX

Indholdet af oliestoffer angives ofte i stedet som en målt totalkulbrinte-koncentration opdelt i fraktionerne C6-C10, C10-C25 og C25-C35 samt en specifik måling af BTEX. I disse tilfælde udføres forholdsregningen som vist i Tabel 8.4. I tabellens anden kolonne er som tidligere angivet profilets summer af middel-vægtprocenter for samtlige grupper i dette eksempel. Hvis benzen, toluen, ethylbenzen og xylener i gennemsnit i det indsamlede materiale vedrørende en bestemt benzin udgør henholdsvis 2, 5, 3 og 5 % (vægt/vægt), kan BTEX i gennemsnit forventes at udgøre i alt 15 % (vægt/vægt). Samtlige BTEX er aromater og tilhører gruppe 2B. Det fremgår af Tabel 8.2 og Tabel 8.3, at summen af middel-vægtprocenten for gruppe 2B er 20 % (vægt/vægt) inkl. BTEX. Da BTEX i dette tilfælde er målt, fratrækkes summen af BTEX på 15 % (vægt/vægt) den oprindelige sum på 20 % (vægt/vægt). Derfor er der i kolonne 2 i Tabel 8.4 angivet en sum for gruppe 2B på 5 % (vægt/vægt).

I Tabel 8.4 er BTEX med koncentrationen på 15 % (vægt/vægt) medtaget som en selvstændig gruppe for at synliggøre BTEX. Det eneste, der ændrer sig i normeringen, er fordelingen mellem gruppe 2A og 2B. I alt er der for gruppe 2 nu målt 30 % (vægt/vægt).

Derved bliver andelen i gruppe 2A i dette tilfælde 25/30 = 0,8333 = 83,33 % (vægt/vægt) og for gruppe 2B bliver andelen 5/30 = 0,1667 = 16,67 % (vægt/vægt) om vist i tredje kolonne i Tabel 8.4. De øvrige beregninger er ikke ændret i forhold til Tabel 8.3.

Tabel 8.4
Et fiktivt eksempel på beregning af fordelingen af stofferne i grupperne, når den målte totalkulbrinte-koncentration er opdelt i fraktionerne C6-C10, C10-C25 og C25-C35, og der er målt BTEX.

Gruppe Sum i hver gruppe
% (vægt/vægt) i et frisk produkt
Andel i hver gruppe efter forholdsregning % (vægt/vægt) i et frisk produkt
1 20 20/81·100=24,69
2A 25 25/30·100=83,33
2B 5 5/30·100=16,67
Sum gruppe 2 30 100
BTEX 15 15/15·100=100
sum BTEX 15 100
3A 10 10/34·100=29,41
3B-A 6 6/34·100=17,65
3B-B 4 4/34·100=11,76
4A 5 5/34·100=14,71
4B 5 5/34·100=14,71
5A 2 2/34·100=5,88
5B 2 2/34·100=5,88
Sum gruppe 3-5 34 100
6A 1 1/2·100=50,00
6B 1 1/2·100=50,00
Sum gruppe 6 2 100
Sum gruppe 2-6 81  
7 3 3/81·100=3,70

I kapitel 9 til 14 er angivet profiler for totalolie-koncentrationer, uopdelt og opdelt i fraktioner samt i tilfælde af, at der er målt BTEX.

De foreslåede profiler indeholder ikke de direkte beregnede andele, men afrundede værdier.

8.3.5 Usikkerhed på estimation af middel-vægtprocenter

Når middelværdierne af en lang række vægtprocenter fra en række forskellige undersøgelser skal beregnes, kan der opstå et problem, som er illustreret i et regneeksempel vist i Tabel 8.5. For stof A foreligger der vægtprocenter fra 5 benziner (et komplet sæt), som vist i række 2 i Tabel 8.5. Middelværdien beregnes som (10+11+12+13+14)/5=12. For stof B foreligger der vægtprocenter fra 3 benziner, som vist i række 3 i Tabel 8.5. Middelværdien beregnes som (10+11+12)/3=11. Der foreligger ikke vægtprocenter for stof B i benzin 4 og 5. Dette kan betyde:

  • at der ikke er målt for stoffet, men at det er i benzinen
  • at stoffet er i benzinen, men i en koncentration mindre end detektionsgrænsen
  • at stoffet overhovedet ikke er i benzinen.

I det første tilfælde kan de ikke målte værdier være både større eller mindre end middelværdien. Dette betyder, at den beregnede middelværdi for det pågældende stof både kan være overestimeret, underestimeret eller korrekt.

I de to sidste tilfælde vil henholdsvis de meget små værdier, der er mindre end detektionsgrænsen, og nulværdierne blive udeladt i beregningen af middelværdierne. Dette betyder, at den beregnede middelværdi for det pågældende stof overestimeres.

Det er ikke muligt at vurdere, hvilket af de tre tilfælde, der er mest sandsynligt, bl.a. fordi det i afrapporteringen af de forskellige målinger ikke altid oplyses, hvorvidt der er målt for et stof eller ej.

Tabel 8.5
Eksempel på beregning af middelværdi.

Stof Benzin 1 Benzin 2 Benzin 3 Benzin 4 Benzin 5 Middelværdi
A 10 11 12 13 14 12
B 10 11 12 - - 11

8.3.6 Valg af indikatorstoffer for de enkelte grupper

For hver gruppe er valgt et indikatorstof, således at det tages i betragtning, hvilke stoffer der har mindst tilbageholdelse (mindst log Kow) og størst fordampning (højest Henrys konstant). Der er ikke taget hensyn til nedbrydeligheden af stofferne, og stofferne er heller ikke udvalgt ud fra toksikologiske kriterier. Der er desuden taget hensyn til, at stofferne skal være typiske for benzin/diesel/fyringsolie. Det er valgt at lade indikatorstofferne være de samme for både benzin, diesel og fyringsolie, uanset at deres forekomst kan variere mellem de forskellige produkter.

De fundne målinger viser, at stofferne i gruppe 1 udelukkende er parafiner og olefiner, hvorfor gruppe 1 repræsenteres med et stof fra denne gruppe af stoffer. Ligeledes viser de fundne målinger, at stofferne i gruppe 7 udelukkende er aromater, hvorfor gruppe 7 repræsenteres med et stof fra denne gruppe af stoffer. Der er hverken i benzinerne, dieselolie eller fyringsolie fundet stoffer, der tilhører gruppe 6A, hvorfor der ikke er angivet et stof for denne gruppe i nogen af profilerne. Dette kunne tyde på, at gruppe 6 også udelukkende omfatter aromater.

Tabel 8.6
Indikatorstoffer for de enkelte grupper.

Gruppe Indikatorstof
1 2-methyl-butan
2A 2-methyl-hexan
2B (benzen) Benzen
2B (toluen) Toluen
2B (xylener og ethylbenzen) m-xylen
2B (rest) 1,2,4-trimethyl-benzen
3A dodecan
3B-A naphthalen
3B-B biphenyl
4A pentadecan
4B acenaphthen
5A Eicosan
5B Pyren
6A ikke relevant
6B benz(a)anthracen
7 benz(a)pyren

8.3.7 Udførelse af en risikovurdering

Ifølge det foreslåede koncept starter risikovurderingen i et konkret tilfælde med, at de faktisk målte kulbrinte-koncentrationer fordeles mellem grupperne ved hjælp af det relevante profil for det olieprodukt, som forureningen menes væsentligst at udgøres af. I Tabel 8.7 er vist et fiktivt eksempel, hvor profilet fra Tabel 8.3 (afrundet) er benyttet til beregning af jordkoncentrationer. I eksemplet er der forudsat, at der er målt en totalkulbrinte-koncentration på 1.200 mg/kg TS for C6-C35, som er opdelt i fraktionerne C6-C10, C10-C25 og C25-C35 med henholdsvis 400, 600 og 200 mg/kg TS.

Risikovurderingen for de enkelte grupper udføres for eksempelvis gruppe 2A med den beregnede jordkoncentration på 220 mg/kg TS (fra Tabel 8.6), som forudsættes at have 2-methyl-hexans egenskaber.

Tabel 8.7
Et fiktivt eksempel på beregning af jordkoncentrationer ud fra et profil for en situation, hvor den målte totalkulbrinte-koncentration er opdelt i fraktionerne C6-C10, C10-C25 og C25-C35. I eksemplet er benyttet en totalkulbrinte-koncentration på 1.200 mg/kg TS for C6-C35 opdelt i fraktionerne C6-C10, C10-C25 og C25-C35 med henholdsvis 400, 600 og 200 mg/kg TS.

Gruppe Andel i af hver gruppe i profilet % (vægt/vægt) i et frisk produkt Beregnet jordkoncentration
(mg/kg TS)
1 25 1200·25/100=300
2A 55 400·55/100=220
2B (benzen) 5 400·5/100=20
2B (toluen) 18 400·18/100=72
2B (xylener og ethylbenzen) 11 400·11/100=44
2B (rest) 11 400·11/100=44
Sum gruppe 2 100 400
3A 30 600·30/100=180
3B-A 18 600·18/100=108
3B-B 12 600·12/100=72
4A 15 600·15/100=90
4B 15 600·15/100=90
5A 5 600·5/100=30
5B 5 600·5/100=30
Sum gruppe 3-5 100 600
6A 50 200·50/100=100
6B 50 200·50/100=100
Sum gruppe 6 100 200
7 4 1200·4/100=48

8.3.8 Beregning af porevands- og poreluftskoncentration

De jordkoncentrationer, som kan beregnes ud fra (se eksemplet i Tabel 8.7) de enkelte grupper, benyttes som nævnt sammen med de dertil hørende stoffer, der repræsenterer de enkelte grupper (se Tabel 8.6), til at beregne porevands- og/eller poreluftskoncentrationen ved hjælp af JAGG. Beregningerne udføres således for én gruppe ad gangen, som om der var tale om ét stof, nemlig det relevante indikatorstof, og ved beregningerne anvendes således dette stofs fysisk-kemiske egenskaber uden at tage hensyn til, at disse influeres af, at stoffet indgår i en blanding. Da der kun i meget begrænset omfang er polære enkeltstoffer i olieprodukter, er dette en rimelig tilnærmelse, som dog f.eks. ikke gælder, hvis der er meget MTBE i systemet. Der tages ved denne tilnærmelse tillige ikke hensyn til en eventuel konkurrence om pladserne til sorption.

For at kunne tage højde for tilstedeværelsen af fri fase indføjes i beregningerne en grænse for, hvor meget stof der maksimalt kan være i porevandet eller poreluften, svarende til stoffernes opløselighed eller damptryk. Beregningsmæssigt gøres dette ved at erstatte den beregnede koncentration med stoffets effektive opløselighed i de videre beregninger, hvis porevandskoncentration overskrider denne opløselighed.

Den effektive opløselighed kan beregnes ud fra en forudsætning om, at i vand i ligevægt med en fri fase er koncentrationen i vand lig med molfraktionen i den frie fase ganget med opløseligheden af stoffet. Da sammensætningen af olieprodukter er meget kompleks, er det ikke muligt at beregne den sande molfraktion, hvorfor vægtfraktionen benyttes i stedet for.

Ovennævnte forudsætning er helt klart en tilnærmelse, idet den dels kun gælder, såfremt stofferne har forholdsvis ens struktur, dels indirekte forudsætter, at deres molvægt er af samme størrelsesorden. Den konkrete afvigelse i vandfasen som følge af denne tilnærmelse vil for oliestoffer typisk være af størrelsesordenen en faktor 2 til 3.

For at forudsætningen ikke skal medføre yderligere afvigelse i dampfasen, skal molbrøken i den frie fase være af samme størrelsesorden også i væskefasen. Hvis dette ikke skønnes at være tilfældet, bør der yderligere foretages en tilsvarende beregning af partialtrykket i dampfasen (eventuelt ud fra de målte/beregnede koncentrationer i væskefasen). Partialtrykket kan beregnes ud fra Raoult’s lov, der udtrykker, at partialtrykket af den enkelte komponent i dampfasen over en væskefase, der indeholder flere komponenter i opløsning, er lig med komponentens damptryk gange molbrøken af komponenten. Et eksempel på, hvordan dette gøres, er vist i kapitel 15. På tilsvarende vis som ved beregningen af den effektive opløselighed kan molbrøken tilnærmes som vægtprocenten af den enkelte komponent.

Da profilerne er forskellige for de enkelte olieprodukter, er de effektive opløseligheder og partialtrykkene også forskellige for produkterne. De effektive opløseligheder og partialtryk for de enkelte olieprodukter er angivet i kapitel 9-14. Når porevandskoncentrationerne i 1. trin er beregnet for de enkelte indikatorstoffer ved hjælp af JAGG, skal de sammenlignes med de effektive opløseligheder, og hvis porevandskoncentrationen overskrider den effektive opløselighed for det pågældende stof, erstattes den med denne i de videre beregninger. Tilsvarende skal den beregnede poreluftskoncentration erstattes med partialtrykket i de videre beregninger, såfremt poreluftskoncentrationen overskrider partialtrykket (omregnet til maksimalkoncentration).

 



Version 1.0 Marts 2008, © Miljøstyrelsen.